Versteinerung: Ohne Bakterien keine Versteinerung
© Senckenberg Forschungsinstitut Frankfurt (Ausschnitt)
Ein Fossil wie der 100 Millionen Jahre alte Knochen eines Dinosauriers besteht nicht aus der ursprünglichen Knochenmatrix, sondern hat sich über die Jahrmillionen in Stein verwandelt. Unter dem Einfluss von gelösten Stoffen im Grundwasser füllen Mineralien nach und nach die Hohlräume und ersetzen das Baumaterial der einst biologischen Struktur.
Doch dieser auf den ersten Blick rein geologische Prozess ist nicht die ganze Geschichte, im Gegenteil. Ein einfaches Experiment zweier US-amerikanischer Wissenschaftler demonstriert nun, dass zur Versteinerung eine weitere, unerwartete Zutat gehört: Bakterien.
Eigentlich gelten die Mikroorganismen der Paläontologie als Störenfriede, zumal seit Forscher aus alten Knochen DNA ausgestorbener Tier- und Menschenarten extrahieren und sich dabei durch einen Wust von Bakterienerbgut kämpfen müssen. Doch wenn die Entdeckung von Joseph Daniel und Karen Chin, beide am Naturhistorischen Museum der Universität Colorado in Boulder tätig, sich bewahrheiten sollte, dann schieden sich ohne Bakterien überhaupt keine Mineralien aus dem Grundwasser im Knochen ab.
Die Wissenschaftler vergruben etwa ein bis zwei Zentimeter große Würfel, die sie aus frischen Rinderknochen gesägt und anschließend sterilisiert hatten, in einem Bett aus frischem Flusssand. Durch dieses ließen sie drei Monate lang eine gesättigte Lösung von Kalziumkarbonat zirkulieren, aus der sich gesteinsbildende Mineralien wie Kalzit und Aragonit abscheiden. In zwei Kontrollexperimenten ließen Daniel und Chin die Bakterien im Flusssand unangetastet, in zwei anderen Versuchen töteten sie die Mikrobenflora mit einem oxidierenden Bleichmittel und Natriumazid.
Nach Ablauf der Versuchsdauer stellten die Experimentatoren signifikante Unterschiede zwischen den verschiedenen Knochenwürfeln fest. In und an den Proben aus unbehandeltem Flusssand fanden sie beträchtliche Mengen frisch abgeschiedener Minerale, die Hohlräume im Knochen ausfüllten und sogar Sandkörner festzementierten – die erste Vorstufe der Versteinerung. In den sterilen Versuchsaufbauten dagegen fanden sie die Rinderknochen nahezu unverändert vor.
Diese Entdeckung hat nicht nur Bedeutung für die Fossilisation von Knochen, sondern auch den Erhalt der wesentlich empfindlicheren Weichteile. Die Forscher vermuten, dass unter den richtigen Bedingungen die Ausscheidungen der von außen eindringenden Bakterien effektive Barrieren bilden, die verhindern, dass weiter innen gelegenes Gewebe verrottet. (lf)
Doch dieser auf den ersten Blick rein geologische Prozess ist nicht die ganze Geschichte, im Gegenteil. Ein einfaches Experiment zweier US-amerikanischer Wissenschaftler demonstriert nun, dass zur Versteinerung eine weitere, unerwartete Zutat gehört: Bakterien.
Eigentlich gelten die Mikroorganismen der Paläontologie als Störenfriede, zumal seit Forscher aus alten Knochen DNA ausgestorbener Tier- und Menschenarten extrahieren und sich dabei durch einen Wust von Bakterienerbgut kämpfen müssen. Doch wenn die Entdeckung von Joseph Daniel und Karen Chin, beide am Naturhistorischen Museum der Universität Colorado in Boulder tätig, sich bewahrheiten sollte, dann schieden sich ohne Bakterien überhaupt keine Mineralien aus dem Grundwasser im Knochen ab.
Die Wissenschaftler vergruben etwa ein bis zwei Zentimeter große Würfel, die sie aus frischen Rinderknochen gesägt und anschließend sterilisiert hatten, in einem Bett aus frischem Flusssand. Durch dieses ließen sie drei Monate lang eine gesättigte Lösung von Kalziumkarbonat zirkulieren, aus der sich gesteinsbildende Mineralien wie Kalzit und Aragonit abscheiden. In zwei Kontrollexperimenten ließen Daniel und Chin die Bakterien im Flusssand unangetastet, in zwei anderen Versuchen töteten sie die Mikrobenflora mit einem oxidierenden Bleichmittel und Natriumazid.
Nach Ablauf der Versuchsdauer stellten die Experimentatoren signifikante Unterschiede zwischen den verschiedenen Knochenwürfeln fest. In und an den Proben aus unbehandeltem Flusssand fanden sie beträchtliche Mengen frisch abgeschiedener Minerale, die Hohlräume im Knochen ausfüllten und sogar Sandkörner festzementierten – die erste Vorstufe der Versteinerung. In den sterilen Versuchsaufbauten dagegen fanden sie die Rinderknochen nahezu unverändert vor.
Diese Entdeckung hat nicht nur Bedeutung für die Fossilisation von Knochen, sondern auch den Erhalt der wesentlich empfindlicheren Weichteile. Die Forscher vermuten, dass unter den richtigen Bedingungen die Ausscheidungen der von außen eindringenden Bakterien effektive Barrieren bilden, die verhindern, dass weiter innen gelegenes Gewebe verrottet. (lf)
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